CN107641247B - 一种改性氧化锑制备阻燃材料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改性氧化锑制备阻燃材料的方法，其方法包括：氧化锑、碱性钙基膨润土、轻质碳酸钙、铝酸酯偶联剂、十溴二苯乙烷在一定的温度、转速下混合一段时间，对氧化锑进行改性，得到改性氧化锑。再将EVA、改性氧化锑、增塑剂，在高速离心机中加热混合，得到混合物料；转入挤出造粒机制备母粒。本方法操作简单，生产的材料具有机械强度高、力学性能好、抗冲击性强度高、阻燃能力高、发烟量小、减少熔融滴落的优点。
Description
技术领域
本发明涉及阻燃材料领域，具体是一种改性氧化锑制备阻燃材料的方法。
背景技术
目前，人们生活中需要用到阻燃材料的方面愈加广泛，如服装、石油、化工、冶金、造船、消防、国防等领域。阻燃材料是一种保护材料，能够抑制或者延滞燃烧且自己不燃烧或不容易燃烧的材料，有固体的如水泥、钢材、玻璃等材料，也有液态的，为阻燃剂涂在物体表面，它能保证在起火的时候不被烧着也不会使得燃烧范围加剧、扩大。
氧化锑是应用广泛且效果良好的阻燃剂，适用于环氧树脂、聚氨酯、氯丁橡胶、聚苯乙烯、聚氯乙稀、聚酯等。氧化锑在燃烧初期,首先是熔融,在材料表面形成保护膜隔绝空气,通过内部吸热反应,降低燃烧温度。在高温状态下氧化锑被汽化,稀释了空气中氧浓度,从而起到阻燃作用。但是由于阻燃剂与高分子材料相结合时由于存在界面差异，所以他们的相容性较差，使材料的机械性能降低，因此对氧化锑需进行表面改性。且单独使用时用量要大，阻燃效果差，有发烟量大和产生熔融滴落的缺点，常与其他阻燃剂、消烟剂并用。
中国专利（CN201410183840.6）公开的一种阻燃、耐高温环保电缆，没有对氧化锑进行改性，所制备的材料机械性能不高。中国专利（CN201510196503.5）公开的一种氧化锑复配阻燃PVC软质复合材料，对三氧化二锑进行改性，材料的阻燃性能、热稳定性得到提高，但力学性能的提高较少。
发明内容
本发明针对上述现有技术的不足之处，提供一种改性氧化锑制备的机械强度高、力学性能好、抗冲击性强度高、阻燃能力高、发烟量小、减少熔融滴落的阻燃材料方法。
本发明技术方案如下：
（1）氧化锑有机增容改性：将6～10份氧化锑、3～7份碱性钙基膨润土、2～8份轻质碳酸钙、3～6份铝酸酯偶联剂、5～10份十溴二苯乙烷混合；改性温度110～160℃，转速为2500～4500rpm/min，搅拌时间3～5h，得到改性氧化锑；
使用碱性钙基膨润土、轻质碳酸钙、十溴二苯乙烷和铝酸酯偶联剂进行氧化锑有机增容改性，增加材料间的相容性，使材料的阻燃性能、力学性能、热稳定性得到提高。添加碱性钙基膨润土可增大材料的氧指数，和减少发烟量、熔融滴落的情况。轻质碳酸钙无毒环保，为材料增容，增加材料抗张强度耐磨性、撕裂强度。十溴二苯乙烷与氧化锑协同作用，使材料的阻燃性能增加。十溴二苯乙烷无毒环保，增加材料热稳定性、抗紫外线性、抗氧化性。
（2）母粒制备：100份EVA、4～8份改性氧化锑、0.5～2.5份增塑剂，在高速离心机中加热混合，转速 2500～4500rpm/min，温度控制在70～100℃，得到混合物料；转入挤出造粒机制备母粒。
EVA具有耐水性、耐腐蚀性、防震动的特点，作为基材使材料抗张力高，韧性高，与其他材料相容性好。
所述的氧化锑：碱性钙基膨润土：十溴二苯乙烷比例为6：4：18。
所述的氧化锑为：三氧化二锑、五氧化二锑中的一种。
所述的铝酸酯偶联剂为DL-411、DL-411AF、DL-411D、DL-411DF中的一种或几种。
所述的增塑剂为邻苯二甲酸二辛脂、环氧大豆油、偏苯三酸三辛酯中的一种或几种。
本发明主要有以下优势：
1.氧化锑经过改性处理，使其与基材的相容性更好，阻燃材料的机械强度高。
2.十溴二苯乙烷与氧化锑协同作用，使阻燃能力大大增加、提高材料抗氧化性。
3.使用碱性钙基膨润土使阻燃材料的发烟量小、熔融滴落情况少。碱性钙基膨润土环保，成本低，原料来源广。
4.所用改性材料环保，对环境污染小，无毒。
5.方法简单，操作便捷，成本低，可用于工业化生产。
6.该母粒产品较同普通氧化锑复合材料熔指数提高30%以上。
具体实施方式
下面结合实例对本发明进一步说明。
实施例1：
（1）氧化锑有机增容改性：9份氧化锑、6份碱性钙基膨润土、5份轻质碳酸钙、6份铝酸酯偶联剂、8份十溴二苯乙烷混合；改性温度130℃，转速为4000rpm/min，搅拌时间4h，得到改性氧化锑；
（2）母粒制备：100份EVA、6份改性氧化锑、1.5份增塑剂，在高速离心机中加热混合，转速 3500rpm/min，温度控制在80℃，得到混合物料；转入挤出造粒机制备母粒。
实施例2：
（1）氧化锑有机增容改性：7份氧化锑、5份碱性钙基膨润土、4份轻质碳酸钙、3份铝酸酯偶联剂、9份十溴二苯乙烷混合；改性温度160℃，转速为2500rpm/min，搅拌时间5h，得到改性氧化锑；
（2）母粒制备：100份EVA、8份改性氧化锑、2份增塑剂，在高速离心机中加热混合，转速 3000rpm/min，温度控制在90℃，得到混合物料；转入挤出造粒机制备母粒。
实施例3：
（1）氧化锑有机增容改性：8份氧化锑、3份碱性钙基膨润土、8份轻质碳酸钙、5份铝酸酯偶联剂、5份十溴二苯乙烷混合；改性温度120℃，转速为3500rpm/min，搅拌时间3h，得到改性氧化锑；
（2）母粒制备：100份EVA、4份改性氧化锑、0.5份增塑剂，在高速离心机中加热混合，转速 4000rpm/min，温度控制在75℃，得到混合物料；转入挤出造粒机制备母粒。
Claims (1)
1.一种改性氧化锑制备阻燃材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）氧化锑有机增容改性：6～10份氧化锑、3～7份碱性钙基膨润土、2～8份轻质碳酸钙、3～6份铝酸酯偶联剂、5～10份十溴二苯乙烷混合；改性温度110～160℃，转速为2500～4500rpm/min，搅拌时间3～5h，得到改性氧化锑；
（2）母粒制备：100份EVA、4～8份改性氧化锑、0.5～2.5份增塑剂，在高速离心机中加热混合，转速 2500～4500rpm/min，温度控制在70～100℃，得到混合物料；转入挤出造粒机制备母粒；
所述的氧化锑:碱性钙基膨润土:十溴二苯乙烷比例为6:4:18；
所述的氧化锑为：三氧化二锑、五氧化二锑中的一种；
所述的铝酸酯偶联剂为DL-411、DL-411AF、DL-411D、DL-411DF中的一种或两种以上混合；
所述的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、环氧大豆油、偏苯三酸三辛酯中的一种或两种以上混合。
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